암(악성종양) 조직의 생화학적 특징 : The hallmark of cancer

암 세포란 위 그림처럼 비정상적으로 세포분열을 일으키는 세포를 말한다. 정상세포로서 기능을 하지 못하고, dedifferentiation(역분화)를 유발한다고 할 정도로, 원래 장기의 기능을 퇴화시킨다. 

암을 1,2,3,4기로 나누기도하는데 질병이 이렇게 나뉘는 것은 1) 진단과 예후, 2) 진행 progression, 3) 치료방법이 다르기 때문이다. 일반적으로, 위 사진의 두번째 그림처럼 암세포가 주변조직을 침범하면 3기 (Local invasion), 세번째 그림처럼 다른 장기나 다른 조직으로 전이가 되면 4기(metastasis)라고 한다. 

2000년도에 Hanahan D와 Weinberg라는 교수는 Cell 저널에 "The hallmark of Cancer"라는 논문을 통해 암조직이 보여주는 특징을 정리했다. 이 논문은 인용지수가 약 25000번이나 될 정도로 엄청나게 유명하며 그만큼 다른 사람들이 암에 대해 논문을 쓸때 그렇게나 많이 인용한다고 한다. 이 논문에는 6가지의 특징이 소개되어있다. 이 글에서는 각각의 특징에 대해서 알려주려고 한다.

<Proliferation>

말 그대로 암 세포가 증식하는 단계이다. 암 진행정도로 봤을 때 1,2기에 해당한다고 한다.

1) Resisting cell death

정상적으로 존재하는 세포사멸 유전자들인 Tumor suppressor gene이 작용하지 않는 등의 이유로, 비정상적인 세포인 암세포가 죽지않고 계속해서 세포분열을 하는 것을 의미한다.

2) Sustaining proliferative signaling

정상 세포에게도 proliferation을 촉진하는 pro-oncogene 유전자가 존재하는데, 이 유전자가 과도하게 증폭되거나 돌연변이 등으로 과하게 활성화되서 세포가 극단적으로 세포분열을 하는것을 의미한다.

3) Evading growth suppressors

1번과 비슷하게, 세포의 성장을 억제하는 유전자의 기능을 무시하고 계속해서 분열하는것을 의미한다.

4) Enabling replicative immortality

1,2,3의 작용 등으로 세포가 죽지않고 끊임없이, 무한히 세포분열하며 영속성을 얻는것을 의미한다.

<Invasion/Metastasis>

5) Activating invasion and metastasis

맨 처음에 소개한것처럼, 주변 조직으로 암세포가 침범하거나 다른 조직으로 전이되는 것을 의미한다.

<Angiogenesis>

6) Inducing angiogenesis

6번이 가장 흥미로운 특징이라고 생각한다. Angiogenesis란 주변에 혈관을 새로 만들고 복잡한 capillary network를 만드는것을 의미한다. 암세포는 극단적으로 세포분열을 하는 세포들인데, 이만큼 과하게 proliferation 되려면 많은 영양분과 에너지가 필요하다. 주변에 혈관을 새로 만들어 glucose를 극도로 뽑아옴으로써 이를 가능하게 한다.

암세포가 Angiogenesis라는 특성을 갖고 있기 때문에 PET-CT촬영을 통해 암세포를 관찰할 수 있다. glucose에 표지를 해서 섭취를 하면 신체 내 각 조직으로 탐지가능한 glucose들이 퍼지는데, 암세포는 에너지 소모가 크고 주변에 혈관이 많기 때문에 영상촬영시 매우 밝게 나타난다. 이런식으로 암세포를 detecting 할 수 있다.

2011년에 이 두 연구자들은 암세포의 네가지 특징을 추가적으로 발표했다. The Hallmarks of Cancer : the Next generation이라는 논문에서 확인할 수 있다.

한가지 중요한 특징은 "Avoiding immune destruction"이라는 특징이다. 정상적으로 우리 몸에는 면역기능을 담당하는 T cell이 있어, 비정상적인 세포를 파괴한다. 하지만 암세포에는 PDL1(Programmed death Ligand 1)이라는 물질이 있어 T cell의 면역기능을 회피한다. 일부 항암제는 암세포의 이런 특성에 초점을 맞추어서, PDL1을 억제해 암을 치료한다. 이렇게 치료하면 T cell 기능을 정상적으로 회복하고, 면역기능이 과하게 활성화되는 것이 아니므로 머리가 빠진다던지 면역력이 약해진다던지 하는 부작용이 없다고 한다. 약값이 문제여서 그렇지.. 조선일보 기사에도 소개되있다.

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